一种包括基材的结构，在基材的至少一部分表面上有具有光催化性的防污层，该层是至少部分以锐钛矿晶型结晶的二氧化钛（ＴｉＯ↓［２］）基的，其特征在于它包括就在至少一层ＴｉＯ↓［２］下面的具有晶体结构的下层（ＳＣ），该层有助于ＴｉＯ↓［２］基上层的锐钛矿晶型通过异质外延生长结晶，因此不需任何加热步骤便能获得光催化性能。
A substrate having at least one layer having a photocatalytic performance / heteroepitaxial growth of the layer; especially a glass substrate
A structure includes a substrate, at least a portion of the substrate surface on the antifouling layer with photocatalytic properties, the layer is at least partially with TiO2 anatase crystal (TiO: 2) medium, characterized in that it comprises at least one layer in the TiO: 2 the following is the crystal structure of the lower layer (SC), the help TiO down, anatase type 2 base layer through the heteroepitaxial growth of crystallization, so without any heating step to obtain photocatalytic performance.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及这些基材，例如用玻璃、玻璃陶瓷材料或塑料制成的基材，它们具有都具有光催化性能的涂层，从而使它们具有所谓的防污或自净功能。这些基材的重要应用涉及玻璃板(vitrages)，它们可以有各种各样的应用，从实用玻璃板到家用电器用的玻璃板，从车辆用的玻璃板到建筑物用的玻璃板。本专利技术还应用于镜子类的反射玻璃板(家用镜子或车辆后视镜)，还应用于轻型(type allège)不透明玻璃板。类似地，本专利技术还应用于非透明的基材，例如陶瓷基材或特别可以用作建筑材料的任何其它基材(金属、方砖等)。优选地，本专利技术还应用于基本平的或轻微弯曲的基材，不管该基材的性质怎样。已经研究过这些光催化涂层，特别是以锐钛矿晶型结晶的二氧化钛基涂层。在紫外辐射作用下它们使有机源污物或微生物降解的能力是非常有意义的。它们往往还具有亲水的特性，这种特性能够通过喷洒水除去污物，对于外部玻璃板，能够通过雨水除去污物。已经描述过这类具有防污、杀菌、灭藻性能的这类涂层，具体在专利WO 97/10186中描述过这类涂层，该专利描述了获得这种涂层的多种方式。为了发挥其防污性(亲水性和破坏有机污染链)，TiO2应该至少部分地以锐钛矿结构结晶。否则TiO2不起作用，还需要在沉积后进行热处理，以获得使其有效的结晶结构。因此，如果采用涉及高温的气相热解技术(CVD类的)沉积TiO2，它自然就具有这种良好的结构。如果TiO2进行冷沉积(室温)，特别是采用真空沉积技术进行冷沉积，则只是在适当的热处理后它才起作用。本专利技术的一个目的是提出一种无须利用加热步骤而能获得良好TiO2态的解决办法。(但是，在例如安全或玻璃表面钢化应用的某些情况下，才考虑这样一种加热步骤(钢化或退火操作))。为此，根据本专利技术，提出在就要沉积TiO2层之前沉积一个下层，它为TiO2层的良好生长(异质外延生长)打下合适的基础，在室温下沉积这个下层很有利，并且不再需要加热基材。国际申请WO 02/40417描述了在非常多的可能条件下沉积ZrO2下层后沉积TiO2层，需要加热，但没有证明优先生成锐钛矿，金红石晶型也有利。因此，本专利技术的第一个目的是一种包括基材的结构，在基材的至少一部分表面上有具有光催化性的防污层，该层是至少部分以锐钛矿晶型结晶的二氧化钛(TiO2)为基的，其特征在于它包括就在至少一层TiO2层下面的具有晶体结构的下层(SC)，该层有助于TiO2基上层的锐钛矿晶型通过异质外延生长结晶，因此不需任何加热步骤便能获得光催化性能。下层(SC)特别地是以立方或四方晶系结晶的化合物为基的，该晶系的晶胞尺寸是以锐钛矿晶型结晶的TiO2晶胞尺寸±约8％，特别地±约6％。优选地，下层(SC)是由ATiO3构成的，A代表钡或锶。下层(SC)的厚度并不关键。具体地可以列举这个厚度值为10-100nm。这种基材例如由平或有弯曲或拱形表面的单片玻璃或层压玻璃、玻璃陶瓷材料或硬热塑性材料(如聚碳酸酯)片材构成，或者由玻璃或玻璃陶瓷纤维构成，如果必要，所述的片材或所述的纤维在涂覆下层(SC)之前接受至少一种其他的功能层(在一层以上的情况下，还可以称之叠层)。前面列举了片材的应用。至于纤维，可以提及过滤空气或水应用，以及杀菌的应用。在基材是用玻璃或玻璃陶瓷材料制成的情况下，与下层(SC)下面相邻(sous-jacente)的至少一个功能层可以是阻挡玻璃或玻璃陶瓷材料碱金属迁移的层。在温度超过600℃的应用就能造成这样一种迁移。人们知道构成碱金属阻挡层的这样一些层，可以列举厚度例如是至少50nm的SiO2、SiOC和SiOxNy层，例如PCT国际申请WO 02/24971所描述的。与下层(SC)下面相邻的至少一个功能层可以是具有光学功能的层(有利地用于调节反射光)、控热层或传导层。这些具有光学功能的层特别地是抗反射层、滤光辐射层、着色层、散射层等。可以提及SiO2、Si3N4、无定形或结晶的和光催化的TiO2的层、SnO2、ZnO的层。控热层特别地是控制日光层或所谓的低发射层。传导层特别地是加热层、天线层或抗静电层，在这些层中可以包括导线网络。作为实例，可以提及用玻璃或玻璃陶瓷制成的基材，特别是片材类基材，它们已有构成玻璃或玻璃陶瓷材料碱金属迁移阻挡层的层，接着是具有光学功能的单层、双层或三层。TiO2基层由单一TiO2构成，或者由掺杂至少一种掺杂剂的TiO2构成，该掺杂剂特别地选自N；五价阳离子，如Nb、Ta和V；Fe和Zr。根据本专利技术的有利特征-采用真空阴极溅射法在室温下沉积TiO2层，如果必要，这种真空阴极溅射采用磁场(磁控管)和/或离子束辅助；-采用真空阴极溅射法在室温下沉积下层(SC)，如果必要，这种真空阴极溅射采用磁场和/或离子束辅助；-采用真空阴极溅射法在室温下沉积ATiO3层，如果必要，这种真空阴极溅射采用磁场(磁控管(magnétron))和/或离子束辅助；使用选自ATiO3、ATiO3-x(0＜x≤3)和ATi的陶瓷靶；使用ATiO3作为靶时，其源使用射频源，阴极溅射室内的气氛只是含有氩气；使用ATi或ATiO3-x作为靶时，其电源是直流或交流电源，阴极溅射室中的反应气氛含有氧气和氩气。在同一阴极溅射室内，按照下述步骤沉积TiO2层。可以使用至少一个不干扰TiO2层防污功能的材料(例如SiO2)上层涂覆TiO2层。按照这些情况，打算与最终结构中的气氛接触的这些层是亲水层或疏水层。本专利技术还有一个目的是ATiO3(A代表钡或锶)在构成一层有助于任选掺杂TiO2基上层通过异质外延生长以锐钛矿晶型结晶的层中的应用，其中A代表钡或锶。本专利技术还有一个目的是如前面定义的结构的生产方法，其特征在于在片材类玻璃或玻璃陶瓷材料或聚碳酸酯类硬塑料基材上，或在在玻璃或玻璃陶瓷纤维上沉积ATiO3下层，A代表钡或锶，然后沉积任选掺杂的TiO2层，如果必要，然后可以将至少一个不干扰TiO2层的防污功能的材料上层沉积在这个TiO2层上。在室温下可以在同一室内采用真空阴极溅射法相继地沉积ATiO3下层(SC)和TiO2层，如果必要，这种真空阴极溅射采用磁场和/或离子束辅助，沉积所述下层的靶选自ATiO3、ATiO3-x(其中0＜x≤3)和ATi，在使用ATiO3作为靶时，其源是射频源，阴极溅射室内的气氛只是含有氩气，使用ATi或ATiO3-x作为靶时，其电源是直流或交流电源，阴极溅射室中的反应气氛含有氧气和氩气；以及沉积TiO2使用的靶是Ti或TiOx(0＜x＜2)。在采用真空阴极溅射沉积ATiO3的情况下，压力可以是10-1-2.5Pa。在采用阴极溅射沉积TiO2的情况下，如果必要，这种真空阴极溅射采用磁场和/或离子束辅助，电源通常是直流或交流电源，压力有利地是约1-3Pa。根据本专利技术，在沉积TiO2层之后，如果必要在沉积这个或这些上层之后可以不进行热处理步骤。在涂覆用玻璃或玻璃陶瓷材料制成的基材的涂层的情况下，可以在涂覆下层(SC)之前在该基材上沉积至少一个构成在玻璃或玻璃陶瓷材料中存在的碱金属的迁移阻挡层的层，然后在沉积TiO2层之后，如果必要在沉积这个或这些上层之后可以进行退火或钢化处理，退火温度为250-550℃，优选地350-500℃下，钢化温度为至少600℃。在希望改进TiO2层活性的情况下本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种包括基材的结构，在基材的至少一部分表面上有具有光催化性的防污层，该层是至少部分以锐钛矿晶型结晶的二氧化钛（ＴｉＯ↓［２］）为基的，其特征在于它包括就在至少一层ＴｉＯ↓［２］层下面的具有晶体结构的下层（ＳＣ），该层有助于ＴｉＯ↓［２］基上层的锐钛矿晶型通过异质外延生长结晶，因此不需任何加热步骤便能获得光催化性能。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：L拉布罗塞，N纳道德，
申请(专利权)人：法国圣戈班玻璃厂，
类型：发明
国别省市：FR[法国]
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